thiết kế hệ thống điều khiển thiết bị điện từ xa, chương 20 ppt

Chương 20: Tính tốc độ cắt kinh tế Sau khi xác định và s ta tiến hành tính toán tốc độ cắt kinh tế theo công thức tuổi bền dao. Tiếp tục để đảm bảo máy đã chọn có thể đảm bảo thực hiện gia công, ta cần kiểm nghiệm công suất động cơ. Công thức kiểm nghiệm là: Nc Nđc .  (KW) 6120 .vP N v c  (KW) trong đó: P v (KG); v(m/ph)  là hiệu suất của máy ( = 0,6 - 0,8) Tóm l ại, xác định chế độ cắt kinh tế khi gia công thô được tiến hành theo trình tự sau: (1) Lựa chọn phương pháp gia công d ựa vào hình dạng, kích thước chi tiết gia công đã cho trên bản vẽ. (2) Lựa chọn dao (hình dáng và vật liệu) trên cơ sở biết chi tiết và phương pháp gia công. (3) Chọn chiều sâu cắt t trên cơ sở lượng dư gia công h và h ình dáng dao. (4) Tra các thành ph ần lực cho phép [Ps], [Pt], [Pv] trong lý lịch máy. Chi tiết gia công máy Ch ọn dao t [P] s v N C  N ®c (5) Tính toán lượng chạy dao hợp lý và xác định lượng chạy dao chọn (6) Tính tốc độ cắt kinh tế với t, s đã bi ết và điều kiện cắt khác đã ch ọn. (7) Kiểm nghiệm công suất động cơ. Để dễ thấy trình tự, cơ sở và quan hệ của các bước tiến hành ta xây dựng sơ đồ hình 8.2 8.1.3. Xác định chế độ cắt khi gia công tinh Đối với gia công tinh ngoài yêu cầu tách lớp lượng dư gia công cơ trong thời gian ngắn, yêu cầu đảm bảo độ bóng bề mặt ghi trên bản vẽ là yêu cầu quan trọng. Khi xác định độ lớn nhấp nhô, trước hết cần chú ý vật liệu gia công, hình dáng hình học của dao, và lượng chạy dao, đồng thời cần thấy rõ: nếu tốc độ cắt càng cao thì độ bóng đạt được càng cao. Do đặc điểm gia công tinh như trên, nên việc xác định chế độ cắt kinh tế khi gia công tinh cần thay đổi một ít so với gia công thô. Cụ thể trình tự tính toán như sau: (1) Chọn phương pháp gia công trên cơ sở bản vẽ chế tạo chi tiết đã cho (đặc biệt chú trọng yêu cầu độ bóng bề mặt). (2) Lựa chọn vật liệu hình dáng hình học dao trên cơ sở đã bi ết chi tiết gia công (vật liệu), phương pháp gia công, độ bóng bề mặt chi tiết. Chú ý khi gia công tinh cần chọn vật liệu dao cho phép cắt ở tốc độ cao. (3) Chọn chiều sâu cắt xuất phát từ lượng dư gia công và kết cấu của dao. Hình 8.2 – Sơ đồ tính chế độ cắt (4) Tra bảng trong sổ tay cắt gọt để chọn lượng chạy dao theo độ bóng bề mặt, vật liệu gia công, h ình dáng hình học của dao với sự lưu ý đến các gá trị tốc độ cắt thường dùng đối với vật liệu dao đã chọn. (5) Tính độ cắt theo tuổi bề n dao. Nếu tốc độ cắt tính ra không đảm bảo y êu cầu độ bống thì cần giảm lượng chạy dao và tính lại đến khi nào thoả mãn yêu cầu thì thôi. (6) Ki ểm nghiệm công suất động cơ trên cơ sở tính lực cắt chính Pv và tốc độ cắt đã tính ở bước 5 Những nguyên tắc xác định chế độ cắt kinh tế khi gia công thô và gia công tinh đ ã nêu ở trên là phổ biến cho tất cả các phương pháp gia công. Vi ệc tính toán xác định chế độ cắt kinh tế là một bước quan trọng khi lập quy trình công nghệ gia công chi tiết. Cụ thể là: Trong s ản xuất hàng loạt, sau khi xác định chế độ cắt kinh tế, ta lựa chọn trong phân xưởng những máy có khả năng hoàn thành vi ệc gia công với chế độ cắt đã cắt một cách kinh tế nhất. Trong sản xuất hàng khối, trên cơ sở cắt kinh tế đã được xác định (số liệu hướng dẫn theo thống kê cho trong các bảng của sổ tay cắt gọt) ta tiến hành lựa chọn hoặc thiết kế máy theo yêu cầu. 8.2. BÔI TRƠN VÀ LÀM NGUỘI KHI CẮT. Một trong những biện pháp quan trọng nhằm cải thiện điều kiện cắt là tưới dung dịch trơn nguội vào vùng cắt trong quá trình gia công. Tưới dung dịch trơn nguội vào vùng cắt có ba tác dụng. (1) Tác dụng bôi trơn để tăng độ bóng bề mặt đã gia công. (2)Tác d ụng làm nguội vùng cắt để tăng tuổi bền dao và gi ảm tác dụng xấu của nhiệt cắt đến hệ thống công nghệ. (3) Đẩy phoi ra khỏi v ùng cắt (nhất là khi gia công phoi vụn, khoan lỗ sâu) Tác dụng bôi trơn và làm nguội là những mục tiêu cơ bản của việc tưới dung dịch trơn nguội. 8.2.1. Cơ sở của vấn đề bôi trơn làm nguội khi cắt 1. Cơ sở làm nguội bằng cách tưới dung dịch. Dung dịch được tưới vào vùng cắt lan truyền trên các bề mặt đ ã được đốt nóng do nhiệt cắt. Một phần dung dịch đã nhận bớt nhiệt lượng ở vùng cắt, phần khác bị bốc hơi cũng mang một nhiệt lượng nhất định đi khỏi vùng cắt. Như vậy lượng dung dịch đưa vào đ ã chia xẻ bớt nhiệt lượng sinh ra trong vùng cắt nhờ vậy làm gi ảm nhiệt độ của vùng cắt. Điều này có lợi cho tuổi bền của dao, đồng thời cũng l àm giảm bớt tác dụng nhiệt đến hệ thống công nghệ. Từ phân tích trên, rõ ràng tác dụng làm nguội chỉ là tác dụng đơn thuần về mặt vật lý. Thật vậy khi hệ số dẫn nhiệt, nhiệt dung, nhiệt hoá hơi của dung dịch càng lớn thì tác dụng làm nguội càng tăng. Ở đây cần lưu ý tới khả năng gây ẩm ướt của dung dịch. Hình 8.3 cho ta phân bi ệt một giọt dung dịch trên bề mặt và gây ẩm trên b ề mặt. Hình 8.3.a biểu thị một giọt chất lỏng trên bề mặt hình 8.3.b bi ểu thị gây ẩm trên bề mặt. Khả năng gây ẩm phụ thuộc vào sức căng bề mặt của dung dịch. Những dung dịch có sức căng bề mặt lớn thì trong thời gian ngắn không dễ dàng đi vào các lỗ hổng nhỏ. Điều đó cho ta giải thích được khi tưới bằng nước có pha dung dịch gây ẩm có tác dụng làm nguội tốt hơn khi tưới là nước thường. Mặt khác ta thấy rằng bốc nhiệt bằng cách bốc hơi sẽ tăng lên n ếu dung dịch được đưa vào vùng cắt với áp lực lớn, điều đó được giải thích bằng tác dụng liên tục hơn của màn sương dung dịch phun vào. Th ực nghiệm cho thấy, nếu sử dụng hợp lý loại dụng dịch và phun v ới áp lực phù hợp nhiệt độ cắt có thể được giảm 100 - 150 0 C.   Hình 8.3 - Sức căng bề mặt của chất lỏng  a. b. 2. Cơ sở việc bôi trơn bằng cách tưới dung dịch: Tác dụng bôi trơn khi tưới dung dịch thể hiện ở việc làm giảm ma sát giữa mặt trước dao và phoi, giữa bề mặt sau dao và chi tiết. Trong đó việc giảm ma sát giữa mặt trước dao v à phoi có tác dụng lớn đến việc nâng cao tuổi bền dao. Như ra đ ã biết: các chất hoạt tính bề mặt quyết định tác dụng bôi trơn của dung dịch. Ta biết rằng: khi tưới một chất lỏng lên bề mặt rắn, thì trên bề mặt vật rắn sẽ được phủ bởi một màng mỏng chất lỏng. Nếu cho vật rắn tiếp xúc và chuyển động tương đối với vật rắn khác, thì màng m ỏng chất lỏng chính là màng đệm có tác dụng làm giảm ma sát giữa hai bề mặt tiếp xúc. Khi cắt giữa các bề mặt tiếp xúc trong vùng cắt có áp suất lớn và nhiệt độ cao. Do vậy dung dịch dùng để tưới vào muốn tạo được màng đệm cần phải được các chất hoạt tính bề mặt như mỡ, dầu thực vật, axit béo no Các khu vực khi tiếp xúc cắt gọt có thể biểu diễn bằng mô hình ở hình 8.4. Khi cắt tại các vùng tiếp xúc bao giờ cũng xuất hiện các lỗ hỗng nhỏ. Nguyên nhân hình thành các lỗ hổng do sự xuất hiện và mất đi một cách đột ngột của các khối lẹo dao, cũng có thể do sự rạn nứt đột ngột của các bề mặt tiếp xúc. Vì nguyên nhân xu ất hiện như vậy, nên khi mới hình thành các lỗ hổng này là những lỗ chân không . Khi tưới dung dịch trơn nguội được hút vào các l ỗ hổng chân không đó bằng những đường mao dẫn (vết nứt tế vi). Đó chính là các nguyên nhân đưa dung dịch v ào các vùng tiếp xúc và hình thành các màng đệm. Kết quả thí nghiệm cho thấy: nếu sử dụng hợp lý dung dịch bôi trơn, lực cắt sẽ giảm đượ chúng tôi 0 - 30%, mài mòn dao sẽ giảm và nhờ đó cho phép tăng tốc độ cắt 10 - 40%, độ bóng bề mặt gia công tăng được 1 - 2 cấp. . nhờ vậy làm gi ảm nhiệt độ của vùng cắt. Điều này có lợi cho tuổi bền của dao, đồng thời cũng l àm giảm bớt tác dụng nhiệt đến hệ thống công nghệ. Từ phân tích trên, rõ ràng tác dụng làm nguội. d ụng làm nguội vùng cắt để tăng tuổi bền dao và gi ảm tác dụng xấu của nhiệt cắt đến hệ thống công nghệ. (3) Đẩy phoi ra khỏi v ùng cắt (nhất là khi gia công phoi vụn, khoan lỗ sâu) Tác dụng. cắt kinh tế đã được xác định (số liệu hướng dẫn theo thống kê cho trong các bảng của sổ tay cắt gọt) ta tiến hành lựa chọn hoặc thiết kế máy theo yêu cầu. 8.2. BÔI TRƠN VÀ LÀM NGUỘI KHI CẮT. Một